航空叶片电加工多物理场耦合仿真及实验研究
2021-09-09胡宝文穆瑞元
制造技术与机床 2021年9期
关键词:物理
胡宝文 穆瑞元 黄 亮 贾 峰
(①上海卫星工程研究所,上海 200240;②西安工业大学机电工程学院,陕西 西安 710021)
航空发动机技术的进步,对叶片型面加工提出了更高的要求,随着发动机叶片材料和制造难度的升级,传统加工方式制造的叶片会出现部分缺陷。精锻与精铸技术加工过程难以控制,叶片表面容易出现微裂纹等表面损伤,导致次品率较高;数控加工技术在加工高温合金等难切削材料时,刀具磨损严重,易产生表面改性和薄壁件变形,影响叶片最终的使用性能;电火花加工技术电极损耗严重,加工表面会产生再铸层、热应力和拉伸残余应力[1]。
电解加工是基于阳极溶解原理借助成型阴极以离子形式去除材料的工艺方法,将电解加工应用于叶片型面加工有自身工艺的优越性,如叶型成型简单,无宏观切削力,可用于加工薄壁和易变形零件,是制造发动机叶片的理想工艺[2]。但影响电解加工过程的参数较多且涉及多个物理场,各场间相互作用反复迭代,难以人为控制和准确预测,叶片加工精度难以保证。Klocke F[3]等人通过耦合电解加工相关守恒方程,仿真了工件材料去除过程,得出了材料蚀除规律;江伟[4]分析了电场和流场的耦合作用,仿真了脉冲电解加工过程脉间和脉宽跳跃区域内数据的传递,得到加工间隙内各物理场的分布;何长运[5]运用多场耦合模型进行电解加工过程的仿真,并利用管电极电解加工实验验证了模型的准确性;……
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